CN117615703A - 生物体传感器 - Google Patents

Abstract

环状生物体传感器(2)具备：主体部(21)，其以能够佩戴于手的手指或手腕的方式形成为环状；传感器部(22)，其设置于主体部(21)，用于检测包括血压的生物体数据；加速度传感器(25)，其设置于主体部(21)，用于检测主体部(21)的加速度以及主体部(21)相对于铅垂方向的倾斜度；以及控制部(24)，其根据主体部(21)的加速度来判定用户是否处于睡眠中，并且根据主体部(21)相对于铅垂方向的倾斜度来估计用户的测定姿势，从而判定主体部(21)与用户的心脏的高度之差是否在规定范围内，基于关于用户是否处于睡眠中的判定结果以及用户的测定姿势的判定结果，来进行包括血压的生物体数据的处理。

Description

生物体传感器

技术领域

本发明涉及一种生物体传感器，特别是涉及一种获取包括测定值因测定部位的高度与心脏的高度之差而受到影响(即受到静水压的影响)的血压的生物体数据的生物体传感器。

背景技术

在血压的测定部位处于高于心脏的位置的情况下，血压的测定值变低与因重力引起的血管内的静水压的压差相应的量。反之，在血压的测定部位处于低于心脏的位置的情况下，血压的测定值变高与血管内的静水压的压差相应的量。更为具体地说，如果血压的测定部位相对于心脏的高度而言向上向下1cm，则血压(测定值)变化约0.7mmHg。

在此，在专利文献1中公开了一种即使在用户处于任意的姿势的情况下也能够测定准确的血压的血压测定装置。更为具体地说，关于该血压测定装置，除了用于检测用户的血压的血压传感器以外，还在用户的1个以上的身体部位佩戴1个以上的传感器，基于来自各传感器的传感器信息，来获取佩戴有传感器的用户的姿势信息，并且获取血压传感器的高度信息。然后，根据用户的姿势信息和血压传感器的高度信息对由血压传感器测定出的血压测定值进行校正。

另外，在专利文献1中记载了以下内容：在根据时间段、和/或加速度不怎么变动而能够判定为用户正在睡觉的情况下，由于各传感器被固定在用户的身体上，因此能够判定用户相对于重力的方向朝向哪里。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2020-18558号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，关于专利文献1所公开的血压测定装置，除了用于测定血压的血压传感器以外，还需要在用户的1个以上的身体部位佩戴用于获取用户的姿势信息和血压传感器的高度信息的1个以上的传感器。因此，操作复杂，易于产生因传感器的佩戴位置的偏移等引起的测定误差(即，因操作引起的误差)。

本发明是为了消除上述问题而完成的，其目的在于提供如下一种生物体传感器：在睡眠时获取包括测定值因测定部位的高度与心脏的高度之差而受到影响(即受到静水压的影响)的血压的生物体数据，该生物体传感器操作简便，并且不易产生因操作引起的误差。

用于解决问题的方案

本发明所涉及的生物体传感器的特征在于，具备：主体部，其以能够佩戴于手的手指或手腕的方式形成为环状；传感器部，其设置于主体部，用于检测包括血压的生物体数据；加速度传感器，其设置于主体部，用于检测主体部的加速度以及主体部相对于铅垂方向的倾斜度；以及控制部，其根据主体部的加速度来判定用户是否处于睡眠中，并且根据主体部相对于铅垂方向的倾斜度来估计用户的测定姿势，从而判定主体部与用户的心脏的高度之差是否在规定范围内，基于关于用户是否处于睡眠中的判定结果以及用户的测定姿势的判定结果，来利用传感器部进行包括血压的生物体数据的检测以及对被检测到的包括血压的生物体数据进行处理。

根据本发明所涉及的生物体传感器，根据以能够佩戴于手的手指或手腕的方式形成为环状的主体部的加速度来判定用户是否处于睡眠中，并且根据主体部相对于铅垂方向的倾斜度来估计用户的测定姿势，从而判定主体部与用户的心脏的高度之差是否在规定范围内，基于关于用户是否处于睡眠中的判定结果以及用户的测定姿势的判定结果，来使用传感器部进行包括血压的生物体数据的检测以及对被检测到的包括血压的生物体数据进行处理。因此，仅通过将本发明所涉及的生物体传感器佩戴于手的手指或手腕，就能够自动地判定是否处于睡眠中，能够考虑此时的测定姿势(睡觉姿势)、即主体部与用户的心脏的高度之差来处理并获取包括血压的生物体数据。因此，例如，除了血压传感器以外，不需要在用户的1个以上的身体部位佩戴用于获取用户的姿势信息和血压传感器的高度信息的1个以上的传感器，因此操作变得简便，并且不易产生因操作引起的误差。

发明的效果

根据本发明，在睡眠时获取包括测定值因测定部位的高度与心脏的高度之差而受到影响(即受到静水压的影响)的血压的生物体数据的生物体传感器中，能够简便地操作，并且能够不易产生因操作引起的误差。

附图说明

图1是示出实施方式所涉及的环状生物体传感器以及具备环状生物体传感器的生物体数据测定系统的整体结构的图。

图2是示出实施方式所涉及的环状生物体传感器以及具备环状生物体传感器的生物体数据测定系统的功能结构的框图。

图3是示出使实施方式所涉及的环状生物体传感器呈不对称的情况下的例子的图，(a)是示出设为左右不对称的情况下的例子的图，(b)是示出设为上下左右不对称的情况下的例子的图。

图4是示出卧位下的手的状态的一例的图，(a)是示出手掌朝下的情况的图，(b)是示出手掌朝上的情况的图。

图5是示出卧位下的手的状态的另一例的图，(a)是示出拇指朝上且手掌朝向大致水平方向的情况的图，(b)是示出拇指朝下且手掌朝向大致水平方向的情况的图。

图6是示出实施方式所涉及的环状生物体传感器的中心轴相对于铅垂方向的倾斜度的一例的图。

图7是示出实施方式所涉及的环状生物体传感器的中心轴相对于铅垂方向的倾斜度的另一例的图。

图8是示出实施方式所涉及的环状生物体传感器的血压等测定处理的处理过程的流程图。

具体实施方式

下面，参照附图来详细地说明本发明的优选的实施方式。此外，在图中，设为对相同或相当的部分使用同一附图标记。另外，在各图中，对同一要素标注同一附图标记，并省略重复的说明。此外，在此以将实施方式所涉及的环状生物体传感器2(相当于权利要求书所记载的生物体传感器)与便携式控制单元3一起用作生物体数据测定系统1的情况为例来进行说明。此外，环状生物体传感器2也能够单独使用。

首先，同时使用图1～图3对实施方式所涉及的环状生物体传感器2以及具备环状生物体传感器2的生物体数据测定系统1的结构进行说明。图1是示出环状生物体传感器2以及具备环状生物体传感器2的生物体数据测定系统1的整体结构的图。图2是示出环状生物体传感器2以及具备环状生物体传感器2的生物体数据测定系统1的功能结构的框图。图3是示出使环状生物体传感器2呈不对称的情况下的例子的图，(a)是示出设为左右不对称的情况下的例子的图，(b)是示出设为上下左右不对称的情况下的例子的图。

构成生物体数据测定系统1的环状生物体传感器2和便携式控制单元3借助无线通信以能够相互通信的方式连接。特别是，环状生物体传感器2是在睡眠时(睡眠中)获取包括测定值因测定部位的高度与心脏的高度之差而受到影响(即受到静水压的影响)的血压的生物体数据的生物体传感器，具有能够简便地操作并且不易产生因操作引起的误差的功能。

环状生物体传感器2主要具有：主体部21，其以能够佩戴于手的手指或手腕的方式形成为环状(指环型或腕带型)；传感器部22，其设置在主体部21的内表面，用于至少测定(检测)血压；加速度传感器25，其设置于主体部21，用于检测主体部21的加速度(体动)以及主体部21相对于铅垂方向的倾斜度；传感器侧通信部23，其与便携式控制单元3之间发送接收数据(测定数据、控制数据等)；以及控制部24，其根据主体部21的加速度来判定用户是否处于睡眠中，并且根据主体部21相对于铅垂方向的倾斜度来估计用户的测定姿势，从而判定主体部21与用户的心脏的高度之差是否在规定范围内，基于关于用户是否处于睡眠中的判定结果以及用户的测定姿势的判定结果，来利用传感器部22进行包括血压的生物体数据的检测以及对被检测到的包括血压的生物体数据进行处理。

在此，控制部24构成为主要具有进行运算的微处理器、存储用于使该微处理器执行各处理的程序等的EEPROM、暂时存储数据的RAM以及输入输出接口(I/F)等。通过由微处理器执行EEPROM等中存储的程序来实现控制部24的各功能。另外，环状生物体传感器2优选具有检测体表温度的温度传感器。

环状生物体传感器2的主体部21以能够佩戴于手的手指的方式形成为环状(指环型)。或者，主体部21以能够佩戴于手腕的方式形成为环状(腕带型)。此外，在本实施方式中，作为环状生物体传感器2，以佩戴于手的手指的指环型的生物体传感器为例进行说明。环状生物体传感器2例如被佩戴于一只手的食指。但是，佩戴环状生物体传感器2的手指也可以是中指、无名指、小指或拇指。

传感器部22例如是包括发光元件(发光部)221和受光元件(受光部)222且用于检测光电脉搏波信号的光电脉搏波传感器。光电脉搏波传感器利用血中血红蛋白的吸光特性，以光学方式测量脉搏等。下面，也有时将传感器部22称为光电脉搏波传感器22。传感器部(光电脉搏波传感器)22设置在主体部21的内表面。

另外，传感器部(光电脉搏波传感器)22优选以在环状生物体传感器2被佩戴于用户的手指时定位在(位于)该手指的腹侧的方式配置于主体部21。这是由于：在包括光电脉搏波传感器22的脉搏波传感器中，与手指的背侧相比，更容易在手指的腹侧获取生物体信号。

传感器部22至少测定(检测)血压。在本实施方式中，以根据光电脉搏波波形估计血压的血压传感器为例进行说明。作为根据光电脉搏波波形估计血压的方法，能够使用公知的方法(例如，参照日本特开2016-16295号公报等)。即，环状生物体传感器2是不使用袖带的所谓无袖带血压计。此外，也可以利用其它的使用了脉搏波传播时间的血压估计技术(方法)等。

但是，无论是哪一种方法，有时所得到的血压测定值都因静水压的影响而变得不准确。为了避免静水压的影响，需要在用户的心脏的高度或该高度附近进行血压测定。在比心脏的高度靠上的位置进行了血压测定的情况下，测定结果过低，在比心脏的高度靠下的位置进行了血压测定的情况下，测定结果过高。如果血压测定位置的高度与心脏的高度之差有10cm，则会对血压测定值带来7mmHg～8mmHg的误差。也就是说，在使手臂自然下垂的状态下在手指处进行了血压测定的情况下，产生50cm左右的高低差，带来35mmHg～40mmHg的误差。在没有像医疗从业人员那样受过训练的普通用户进行血压测定的情况下，经常以与用户的心脏的高度大不相同的高度进行血压测定，从而产生血压测定值的误差。关于根据在手指处测定的光电脉搏波波形来估计血压的方法，也需要将静水压的影响抑制为最低限度或消除静水压的影响，以进行准确的血压测定。

另外，根据光电脉搏波波形估计血糖值的方法也能够使用公知的方法(例如参照日本特愿2017-506158等)。但是，光电脉搏波波形也会受到此时的血压值的影响，因此也会对估计血糖值产生影响。因而，即使是血糖值传感器，也需要采取恰当的测定姿势以限定血压的影响。另外，在如前屈那样的压迫了腹部的姿势下，血压有时升高，脉搏和呼吸有时也根据姿势而变化，有时需要采取恰当的测定姿势。在光电脉搏波波形中还包括血管阻力的信息。在求出血管阻力的情况下，由于光电脉搏波波形也会受到血压的影响，因此通过在心脏的高度下进行测定能够降低偏差。例举了血管阻力为例，但根据波形来估计血流量、血糖值、动脉硬化度的情况也同样。另外，测定姿势对脉搏数、血流量、体表温度、呼吸本身产生影响，因此通过以已决定的姿势进行测定能够降低测定偏差。在此，作为所测定的生物体数据(生物体信息)，除了血压以外，例如也可以包括睡眠状态、脉搏波、脉搏、氧饱和度、血糖值、体表温度、活动量、血管阻力、血流量、动脉硬化度以及呼吸等。这样，通过同时测定多个生物体数据(信息)，能够估计身体状况的好坏、疾病的征兆等。

另外，影响血压的因素除此以外还存在各种因素。例如，众所周知，饮食、饮酒、咖啡因的摄入、吸烟等会影响血压。另外，例如，运动、步行、使用身体的作业(扫除等)、洗澡、谈话、精神紧张、有噪音或振动的环境、寒冷的环境等也会影响血压。在清醒时，这些事件频繁地发生，难以判定在哪个时机发生。在睡眠中，能够降低如上所述的事件的影响，因此适于稳定地测定血压。例如通过根据活动量、体表温度、脉搏数等判定是否处于睡眠中，能够区分清醒状态和睡眠状态，能够提高测定精度。

并且，在清醒状态下(清醒中)，与睡眠状态(睡眠中)相比，能够采取的姿势的种类多，仅根据手的倾斜度的信息等难以推测躯干部的姿势，但通过限定于睡眠时，仅根据手的信息也易于进行躯干部的姿势的推测，能够提高距心脏的高度的估计精度。例如，在座位上将前臂放在椅子的扶手的状态或将手臂放在大沙发的靠背的状态下，手腕、手指为大致水平，也没有大的体动，难以利用单个的传感器进行与卧位的区分。另一方面，在睡眠状态下，在多数情况下在座位上手臂无力地自然下垂，因此容易区分。

另外，众所周知，一般来说睡眠时的血压比清醒时的血压低(杓型)，但在大致相同的情况下(非杓型)、增加的情况下(上升型)、过度变低的情况下(极端杓型)，心脑血管病的风险升高。睡眠中的血压测定在能够检测这种夜间血压方面也是有用的。

因此，控制部24根据主体部21的加速度来判定用户是否处于睡眠中。控制部24例如在加速度超过规定的值的情况下判定为体动，在规定的时间内的体动数低于规定的阈值的情况下判定为处于睡眠中。即使在睡眠中也有时因翻身等而导致加速度急剧地增加，但与清醒时相比，其频率降低。在清醒时，与腰部、胸部、手腕等相比，手指进行动作的频率高。因此，也可以单纯地在加速度的在规定时间内的平均值低于规定的阈值的情况下判定为处于睡眠中。另外，还优选的是，利用在睡眠中手指的温度上升这一情况，根据手指的体表温度来估计昼夜节律，并与加速度相结合来提高睡眠判定的精度。另外，在睡眠中脉搏数降低从而呼吸性变动易于叠加于脉搏数，因此也可以追加脉搏数的趋势来提高睡眠判定的精度。此外，在判定为睡眠状态时发送睡眠状态信息。

在睡眠中也存在翻身等身体的动作。还已知在REM(快速动眼期)睡眠时体动增加。另外，在睡眠障碍的情况下也有时伴随有体动。并且，在周期性肢体运动障碍(PLMD)、不宁腿综合征(RLS)、睡眠呼吸暂停综合征等的情况下也伴随有体动。当有身体的动作时，血压会暂时上升，因此需要等到血压稳定后进行测定。一般来说，当经过5分钟左右时能够视为静息，但在剧烈地进行动作之后等情况下，直到变为静息状态为止花费更长的时间。因此，控制部24在规定时间以上的时间内未检测到规定值以上的加速度(体动)的情况下判定为处于静息状态(或变为静息状态)。规定时间(判定时间)例如设为5分钟，也可以根据最近检测到的加速度的大小(体动的强度)而变化。此外，在判定为静息状态时发送静息状态信息。这样，通过进行静息状态判定，能够提高测定精度。

此外，在此，为了执行睡眠判定和静息状态判定各判定，花费几分钟以上的时间。在此期间，在发生了翻身等暂时的体动的情况下，睡眠判定有时被持续着，与此相对地，静息状态判定被复位。例如以加速度超过第一阈值的体动在15分钟内为m次以下或在90分钟内为n次以下这样的基准来进行睡眠判定，与此相对地，例如以加速度超过第二阈值的体动自上次发生时起在5分钟内未发生这样的基准进行静息状态判定。此外，第一阈值与第二阈值不需要相同。

另外，控制部24判定环状生物体传感器2是否被佩戴于手的手指(或手腕)。如果在环状生物体传感器2未被佩戴着的情况下进行姿势判定(详细情况在后文描述)，则有可能尽管不是恰当的姿势但却误判定为恰当，通过仅在环状生物体传感器2被佩戴着时进行姿势判定，能够避免这样的问题。

在此，作为进行是否佩戴着环状生物体传感器2的判定的方法，期望基于是否利用光电脉搏波传感器22检测到脉搏波来进行判定。这是由于：尽管未被佩戴于手指但却误判定为佩戴着的可能性低。但是，为了判定为是脉搏波而需要测定2次以上的跳动，因此时间有可能要花费3秒以上。因此，也可以基于光电脉搏波传感器22处的受光光量是否超过了阈值来进行判定。在光电脉搏波传感器22为反射型的情况下，如果没有佩戴着，则受光光量变低，因此在低于阈值的情况下视为没有佩戴着。在光电脉搏波传感器22为透过型的情况下，如果没有佩戴着，则受光光量变高，因此在超过阈值的情况下视为没有佩戴着。根据该方法，能够在短时间内进行判定。但是，只要是遮挡光的物体，则无论将何种物体插入到环状生物体传感器2，都有可能被判定(即误判定)为被佩戴着。因此，也可以设为结合以下方法等来判定环状生物体传感器2是否被佩戴于手指的结构：在利用加速度传感器25、陀螺仪传感器等检测不到动作的情况下判定为没有佩戴着环状生物体传感器2；设置检测体表温度的温度传感器，在其检测温度为规定值以下时判定为没有佩戴着环状生物体传感器2。

控制部24在判定为环状生物体传感器2没有被佩戴于手的手指或手腕的情况下，不进行关于是否处于睡眠中的判定(睡眠判定)、关于是否处于静息状态的判定(静息状态判定)以及用户的测定姿势的判定(姿势判定)。

控制部24在判定为处于静息状态的情况下，根据环状生物体传感器2(主体部21)相对于铅垂方向的倾斜度来估计用户的测定姿势，从而判定环状生物体传感器2(主体部21)与用户的心脏的高度之差是否在规定范围内。然后，控制部24基于关于用户是否处于睡眠中的判定结果以及用户的测定姿势的判定结果，来利用传感器部进行包括血压的生物体数据的检测以及对被检测到的包括血压的生物体数据进行处理。

在此，对估计环状生物体传感器2的高度与心脏的高度之差的方法进行说明。此外，对于佩戴于手腕的手表型或腕带型的环状生物体传感器，思路也是相同的。控制部24基于环状生物体传感器2的中心轴相对于铅垂方向的倾斜度，来估计环状生物体传感器2的高度与用户的心脏的高度之差。更为具体地说，在环状生物体传感器2的中心轴、即佩戴有环状生物体传感器2的手指(或手腕)的长边方向的轴相对于铅垂方向的倾斜度为90°附近的情况下，估计为处于卧位(仰卧位、俯卧位、侧卧位)(参照图6)。在该情况下，环状生物体传感器2的高度与心脏的高度之差小，判定为能够进行校正。

另一方面，在环状生物体传感器2的中心轴、即佩戴有环状生物体传感器2的手指(或手腕)的长边方向的轴相对于铅垂方向的倾斜度为0°附近(手指处于铅垂方向)的情况下，估计为前臂朝向铅垂方向，处于手臂从座位或床伸出且手臂因重力而下垂的状态(姿势)(参照图7)。在该情况下，环状生物体传感器2的高度与心脏的高度之差大，判定为无法进行校正。在倾斜度为0°附近(手指处于铅垂方向)的情况下，判定为是距心脏的高度之差大的姿势，因此不进行距心脏的高度的偏差的影响大的生物体数据(血压等)的测定。

在指环型的环状生物体传感器2的情况下，倾斜度为90°附近的范围优选为40°～90°(参照图6)，在手表型或腕带型的环状生物体传感器的情况下，倾斜度为90°附近的范围优选为70°～90°。在指环型的情况下，虽然佩戴于近节指骨(日语：基節)，但由于存在手掌相对于手腕的弯曲、近节指骨相对于手掌的弯曲，因此即使到手腕为止为大致90°，近节指骨也有时相对于手腕弯曲0°～30°左右，因此指环型的范围变宽。在指环型的情况下，0°附近的范围优选为0°～40°(参照图7)，在手表型或腕带型的情况下，0°附近的范围优选为0°～70°。

另外，在睡眠中将手放置于床(寝具)的状态下，无论是仰卧位、俯卧位、侧卧位中的哪一种姿势，手的高度都低于心脏的高度。由于心脏处于胸部的大致中央，因此在仰卧位、俯卧位的情况下手的高度变低胸厚的大致一半的高度。在侧卧位的情况下手的高度变低胸宽的大致一半的高度。因此，也可以是，以与该高度之差相应的量对测定值进行校正。在此，根据“AIST人体尺寸数据库1991-1992”，胸宽(胸部横径)的平均值为288.7mm，其一半为144.4mm。另外，胸厚(胸部厚径)的平均值为211.8mm，其一半为105.9mm。因此，上述两者之差为38.5mm，作为血压值，约为3mmHg的偏差。虽然该血压值的偏差在能够允许的范围内，但通过在许多人中获取测定位置相对于心脏高度的偏差的数据及加速度数据并进行机器学习，能够减少偏差。

在手掌朝下的情况下和手掌朝上的情况下，指环型的环状生物体传感器2的测定位置的高度大致相同。根据测定部位是指腹还是指背还是手指侧面，另外，根据是反射型光电脉搏波传感器还是透过型光电脉搏波传感器，产生1根手指的粗细左右的高度的偏差。既可以允许该偏差，也可以为了提高精度而校正该偏差。关于手表型或腕带型的环状生物体传感器，例如在将反射型光电脉搏波传感器配置在手腕的背面的情况下，手掌朝下的情况与手掌朝上的情况相比，测定位置的高度变高与手腕的厚度相当的量。

通过使用佩戴有环状生物体传感器2的手指(或手腕)的宽度方向的轴及厚度方向的轴相对于铅垂方向的倾斜度，能够更高精度地估计环状生物体传感器2的高度与心脏的高度之差。

在指环型的环状生物体传感器2的情况下，在手掌朝下且贴在床(寝具)上的情况下(参照图4的(a))以及手背贴在寝具上的情况下(参照图4的(b))，测定部位的高度没有大的差异(1根手指的粗细左右)，但在手掌和手背均未贴在寝具上(手掌朝向大致水平方向)的情况下(参照图5的(a)、(b))，测定部位的高度大多变高(在佩戴于食指的情况下，为3根手指的粗细左右)。因此，通过还考虑与环状生物体传感器2的中心轴正交的轴相对于铅垂方向的倾斜度(例如，如果将中心轴设为Z轴则为X轴的倾斜度或Y轴的倾斜度)来估计环状生物体传感器2的高度与用户的心脏的高度之差，能够提高与心脏的高度之差的估计精度。如果使用从食指(第二指)到小指(第五指)的宽度的统计量，则能够估计相对于手掌朝下且贴在床(寝具)上的情况而言在手掌和手背均未贴在寝具上(手掌朝向大致水平方向)的情况下测定部位的高度变高多少。例如，能够估计为相对于手掌朝下的情况而言测定部位的高度变高与从食指(第二指)的近位关节至无名指(第四指)的近位关节的宽度的总和相当的量。

在手表型或腕带型的环状生物体传感器的情况下，在手掌贴在寝具上的情况下、手背贴在寝具上的情况下、以及手掌和手背均未贴在寝具上(手掌朝向大致水平方向)的情况下，测定部位的高度不同。例如，在手腕的背侧的中央进行测定的环状生物体传感器的情况下，能够估计为手掌贴在寝具上的情况与手背贴在寝具上的情况相比测定部位处于高出与手腕的厚度的统计量相当的量的位置。在手掌朝向大致水平方向的情况下，能够估计为测定部位处于高出与手腕宽度的统计量的一半的高度相当的量的位置。通过与手指(或手腕)的长边方向的轴相对于铅垂方向的倾斜度相结合，能够提高与心脏的高度之差的估计精度。

在是指环型的环状生物体传感器2且手掌朝向大致水平方向的情况下，如果无法确定(1)穿戴有环状生物体传感器2的手指和(2)将环状生物体传感器2穿戴的朝向，则高度的估计精度有可能劣化。高度的估计结果根据穿戴有环状生物体传感器2的手是右手还是左手、是5个手指中的哪个手指而发生变化。估计高度有可能产生3根手指左右的偏差。因此，控制部24获取用于确定环状生物体传感器2(主体部21)的佩戴部位的信息，考虑该佩戴部位来估计环状生物体传感器2的高度与用户的心脏的高度之差。如果这样，则能够确定在左右哪只手的哪根手指上佩戴有环状生物体传感器2，因此能够提高高度估计的精度。

更为详细地说，例举出以下方法等：让用户自身向便携式控制单元3输入穿戴有环状生物体传感器2的手指，并且使穿戴有环状生物体传感器2的手以肘为中心进行动作，根据此时的加速度传感器25(或陀螺仪传感器)的数据来确定环状生物体传感器2的朝向(前后)(这是因为，由于仅根据哪个手指无法明确佩戴的方向(前后)，因此需要确定朝向)；利用便携式控制单元3的摄像部31(摄像机)拍摄穿戴有环状生物体传感器2的手，根据图像来自动识别并确定手和环状生物体传感器2。在该情况下，作为确定朝向的方法，既可以设为构成为根据图像进行判定，也可以如上述那样使穿戴有环状生物体传感器2的手以肘为中心进行动作，根据此时的加速度传感器25(或陀螺仪传感器)的数据来确定环状生物体传感器2的朝向(前后)。

另外，还优选将环状生物体传感器2设为仅能够穿戴在特定的手指上的构造(形状)。例如，通过将主体部21形成为相对于包含中心轴的平面不对称或者相对于与中心轴正交的平面不对称(旋转不对称/在侧视图中为左右不对称)，能够使其不易佩戴于食指或小指以外的手指(参照图3的(a))。此外，能够根据指环的孔径来区分是食指佩戴用还是小指佩戴用。在图3的(a)示出的形状的情况下，由于幅度宽的一侧为拇指侧，因此通过利用加速度传感器(倾斜传感器)25判定其是朝上还是朝下，由此能够判定拇指侧为上方还是下方。在该情况下，无论佩戴于左右的哪只手上都能够同样地进行估计。另外，如图3的(b)所示，也可以设为通过使上下(前后)也不对称而仅能够佩戴于特定的手指的形状(在图3的(b)的例子中为仅能够佩戴于右手的食指)。

这样，通过将环状生物体传感器2设为在拇指侧和小指侧不对称的形状，能够限定在佩戴于右手的情况下和佩戴于左手的情况下的佩戴的方向。在手掌朝向大致水平方向的情况下，在拇指侧为下的情况和拇指侧为上的情况下，测定部位的高度发生变化，但由于通过限定佩戴的方向，能够对拇指侧为下的情况和拇指侧为上的情况进行判别，因此能够提高与心脏的高度之差的估计精度。

另外，如果设为在侧面显示字符等的结构，则即使形状为左右对称，也能够通过将能够读取字符等的方向设为周向(90°横向)来确定拇指侧的方向。这种方式能够通过在手表型或腕带型的环状生物体传感器中配置显示屏或显示器来实现。在手掌朝向大致水平方向的情况下，在拇指侧为下的情况下(图5的(b))和拇指侧为上的情况下(图5的(a))，测定部位的高度变化，但通过利用上述方法限定佩戴的方向，能够对拇指侧为下的情况和拇指侧为上的情况进行判别，因此能够提高与心脏的高度之差的估计精度。

在上述方法中，示出了根据统计量的平均值来估计心脏的高度的例子，但能够通过使用用户的身体信息来提高估计精度。关于用户的身体信息，既可以读出事先使用户输入到便携式控制单元3并保存到存储器或服务器中的信息，也可以读出在服务器中保管的健康诊断等数据。虽然只有身高也可以，但如果体重及其它数据(胸部厚径等)也有用户的实测值则更为理想。实际上大多情况下没有除身高和体重以外的实测值，因此在该情况下根据统计量进行估计。例如，将统计量的平均值设为μ，将标准偏差设为σ，将用户的身高用身高的统计量μ和σ如下式(1)那样表示，来求出系数a，从而能够根据所求出的系数a和胸部厚径的统计量来估计用户的胸部厚径。

用户测定值＝μ_i+a×σ_i…(1)

即，控制部24获取预先存储的用户的身体信息，考虑该身体信息来估计用户的心脏的高度。如果这样，则能够根据身高(及体重)来估计胸厚和胸宽，因此环状生物体传感器2是否处于心脏的高度的判定精度提高。

如上所述，重要的是在静息时在心脏的高度下来测定血压，因此，如果不以恰当的姿势进行测定，则无法测定准确的血压值。另一方面，在心脏的高度下进行测定限定(限制)了用户的测定姿势，因此在需要连续数据或定期的数据的情况下存在困难的情况。因此，重要的是计算出测定值的可靠度、校正为与恰当的测定姿势的情况下的血压值大致相等。由于越偏离恰当的姿势则血压的值越不准确，因此，通过根据相对于恰当的姿势的偏离来计算测定值的可靠度，用户能够考虑血压测定值偏离真值的风险来处理测定值。

因此，控制部24基于用户的测定姿势的判定结果(姿势判定结果)来运算所获取到的包括血压的生物体数据的可靠度。通过计算可靠度，能够考虑血压测定值偏离真值的风险来处理测定值。

另外，通过将测定出的血压值校正为与恰当的测定姿势的情况下的血压值大致相等，对于用户来说更加便利。控制部24也可以基于用户的测定姿势的判定结果来校正血压等生物体数据。

只要能够估计环状生物体传感器2与心脏的高度之差就能够进行血压值的校正，但在将环状生物体传感器2设为心脏的(铅垂)高度来进行测定时，血压估计精度更加提高。即，与在低于心脏的位置处进行测定或在高于心脏的位置处进行测定的情况相比，每次都在心脏的高度下进行测定时的血压精度稳定。但是，在心脏的高度下进行测定限定了用户的测定姿势，因此在需要连续数据或定期的数据的情况下存在困难的情况(可能给用户带来痛苦)。因此，通过将测定出的血压值校正为与恰当的测定姿势的情况下的血压值大致相等，能够获取连续数据或定期的数据。

此外，在构成为能够与生物体传感器相互通信的便携式控制单元3正在被进行操作时，控制部24判定为用户没有处于睡眠中(清醒)。在仅根据加速度数据进行睡眠判定的情况下，在即使清醒但动作少时，有可能会进行误判定。通过在便携式控制单元3正在被进行操作时判定为处于清醒中，能够降低误判定的概率。特别是在中途清醒时或起床时难以判定是睡眠状态还是清醒状态，但通过在判定基准中追加便携式控制单元3是否正在被进行操作这一内容，能够提高判定精度。但是，该方法仅适用于环状生物体传感器2和便携式控制单元3一对一地对应的情况。即，在对1台便携式控制单元3只能配对1台环状生物体传感器2的系统或者对1台便携式控制单元3能够配对多台环状生物体传感器2的系统中，适用于所连接着的环状生物体传感器2仅为1台的情况。这是由于，在连接了多台环状生物体传感器2的情况下，多个用户有可能共享便携式控制单元3，但是，如果能够利用便携式控制单元3的登录ID等判定正在操作便携式控制单元3的用户、且能够判定为与佩戴有环状生物体传感器2的用户为相同的用户，则也能够适用于连接了多台环状生物体传感器2的情况。

传感器侧通信部23与便携式控制单元3之间发送接收数据(测定数据和操作控制数据等)。在此，在本实施方式中，作为无线通信标准，采用了Bluetooth(注册商标)。即，传感器侧通信部23具有基于Bluetooth(注册商标)的发送功能和接收功能。此外，所使用的无线通信标准不限于Bluetooth(注册商标)，也可以使用其它标准。更为具体地说，传感器侧通信部23将环状生物体传感器2的佩戴状态信息、睡眠状态信息、静息状态信息等发送到便携式控制单元3。另外，传感器侧通信部23以规定的定时(或周期)向便携式控制单元3发送所获取到的血压等生物体数据。

另一方面，便携式控制单元3主要具有：摄像部(摄像机)31，其拍摄图像(静止图像或运动图像)；显示部32，其由LCD显示器等构成，用于显示由摄像部31拍摄到的图像和信息等；单元侧通信部33，其与环状生物体传感器2之间发送接收数据(操作控制数据和测定数据等)；以及操作部34，其受理来自用户的操作。作为控制终端的便携式控制单元3例如能够优选使用智能手机等便携式终端等。此外，在本实施方式中，将智能手机用作便携式控制单元3。

便携式控制单元3例如从用户受理环状生物体传感器2的佩戴部位(佩戴位置)信息的输入、或者拍摄环状生物体传感器2的佩戴部位(佩戴位置)，通过图像解析等来确定佩戴部位(佩戴位置)，并将其结果、即环状生物体传感器2的佩戴部位(佩戴位置)信息发送到环状生物体传感器2。

接着，参照图8对环状生物体传感器2的动作进行说明。图8是示出由环状生物体传感器2进行的血压等测定处理的处理过程的流程图。图8所示的处理主要由环状生物体传感器2以规定的定时重复地执行。

在步骤S100中，对是否通过Bluetooth(注册商标)与便携式控制单元3连接着进行判断。在此，在未与便携式控制单元3连接的情况下，暂时退出本处理。另一方面，在与便携式控制单元3连接着时，处理转移到步骤S102。

在步骤S102中，获取光电脉搏波信号。然后，在步骤S104中，基于在步骤S102中获取到的光电脉搏波信号，来对环状生物体传感器2是否被佩戴于手指进行判断。在此，在环状生物体传感器2未被佩戴于手指的情况下，暂时退出本处理。另一方面，在环状生物体传感器2被佩戴于手指的情况下，处理转移到步骤S106。

在步骤S106中，向便携式控制单元3发送表示环状生物体传感器2被佩戴于手指的信息(佩戴状态信息)。在接下来的步骤S108中，获取加速度数据(体动数据)。

然后，在步骤S110中，基于所获取到的加速度数据(体动数据)来对用户是否处于睡眠中进行判断。此外，关于是否处于睡眠中的判定方法，如上所述，因此在此省略详细的说明。另外，该判定不需要连续地进行，也可以例如以10分钟的间隔来实施。在此，在判断为用户没有处于睡眠中(醒着)的情况下，暂时退出本处理。另一方面，在判断为用户处于睡眠中的情况下，处理转移到步骤S112。

在步骤S112中，对用户是否处于静息状态进行判断。此外，关于是否处于静息状态的判定方法，如上所述，因此在此省略详细的说明。在此，在判断为用户没有处于静息状态的情况下，在步骤S114中，在向便携式控制单元3发送了睡眠状态信息之后，暂时退出本处理。另一方面，在判断为用户处于静息状态的情况下，处理转移到步骤S116。

在步骤S116中，将睡眠状态信息、静息状态信息发送到便携式控制单元3。接着，在步骤S118中，根据主体部21相对于铅垂方向的倾斜度来对用户的测定姿势是否恰当进行判断。在此，在用户的测定姿势不恰当的情况下，暂时退出本处理。另一方面，在用户的测定姿势恰当的情况下，处理转移到步骤S120。

在步骤S120中，获取光电脉搏波数据(血压数据)和加速度数据(体动数据)。然后，在步骤S122中，将在步骤S120中获取到的光电脉搏波数据(血压数据)和加速度数据(体动数据)发送到便携式控制单元3。之后，暂时退出本处理。

如以上详细地说明的那样，根据本实施方式，根据以能够佩戴于手的手指(或手腕)的方式形成为环状的主体部21的加速度来判定用户是否处于睡眠中，并且根据主体部21相对于铅垂方向的倾斜度来估计用户的测定姿势，从而判定环状生物体传感器2(主体部21)与用户的心脏的高度之差是否在规定范围内，基于关于用户是否处于睡眠中的判定结果以及用户的测定姿势的判定结果，来使用传感器部22进行包括血压的生物体数据的检测以及对被检测到的包括血压的生物体数据进行处理。因此，仅通过将环状生物体传感器2佩戴于手的手指(或手腕)，就能够自动地判定是否处于睡眠中，并且能够考虑此时的测定姿势(睡觉姿势)、即环状生物体传感器2(主体部21)与用户的心脏的高度之差来处理并获取包括血压的生物体数据。因此，例如，除了血压传感器以外，不需要在用户的1个以上的身体部位佩戴用于获取用户的姿势信息和血压传感器的高度信息的1个以上的传感器，因此操作变得简便，并且不易产生因操作引起的误差。

其结果，根据本实施方式，在睡眠时获取包括测定值因测定部位的高度与心脏的高度之差而受到影响(即受到静水压的影响)的血压的生物体数据的生物体传感器中，能够简便地操作，并且能够不易产生因操作引起的误差。

在睡眠状态和清醒状态下，即使是相同的姿势，有时血压值也不同，但根据本实施方式，通过判定是否处于睡眠状态(睡眠中)，能够区分睡眠状态和清醒状态，能够提高精度。另外，与睡眠时相比，在清醒时能够采取的姿势的种类多，仅根据手的倾斜度信息等难以推测躯干部的姿势，但通过限定为睡眠时，仅根据手的信息也易于推测躯干部的姿势，因此能够提高距心脏的高度的估计精度。并且，通过根据环状生物体传感器2的倾斜度判定环状生物体传感器2的高度与心脏的高度之差，能够推测测定血压值相对于真值偏离了何种程度。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式，能够进行各种变形。例如，在上述实施方式中，设为将测定出的血压等数据(测定数据)逐次发送到便携式控制单元3的结构，但也可以设为以下结构：将测定数据预先存储于环状生物体传感器2的EEPROM或RAM，之后(在测定后)读出该测定数据。在上述实施方式中，设为由环状生物体传感器2的控制部24进行生物体数据处理、睡眠判定、静息状态判定、佩戴判定的结构，但也可以由便携式控制单元3进行上述处理、判定。

在上述实施方式中，作为环状生物体传感器2(传感器部22)，使用了光电脉搏波传感器，但环状生物体传感器2(传感器部22)不限于光电脉搏波传感器。

在上述实施方式中，作为在环状生物体传感器2与便携式控制单元3之间发送接收数据(控制数据(命令)和测定数据等)的无线通信标准，采用了Bluetooth(注册商标)，但也可以取代Bluetooth(注册商标)而采用例如BLE(Bluetooth(注册商标)Low Energy(低功耗))等。

附图标记说明

1：生物体数据测定系统；2：环状生物体传感器；21：主体部；22：传感器部(光电脉搏波传感器)；221：发光元件(发光部)；222：受光元件(受光部)；23：传感器侧通信部(BT模块)；24：控制部；25：加速度传感器；3：便携式控制单元；31：摄像部；32：显示部；33：单元侧通信部(BT模块)；34：操作部。

Claims (12)

1.一种生物体传感器，其特征在于，具备：

主体部，其以能够佩戴于手的手指或手腕的方式形成为环状；

传感器部，其设置于所述主体部，用于检测包括血压的生物体数据；

加速度传感器，其设置于所述主体部，用于检测所述主体部的加速度以及所述主体部相对于铅垂方向的倾斜度；以及

控制部，其根据所述主体部的加速度来判定用户是否处于睡眠中，并且根据所述主体部相对于铅垂方向的倾斜度来估计所述用户的测定姿势，从而判定所述主体部与所述用户的心脏的高度之差是否在规定范围内，基于关于所述用户是否处于睡眠中的判定结果以及所述用户的测定姿势的判定结果，来利用所述传感器部进行包括血压的生物体数据的检测以及对被检测到的包括血压的生物体数据进行处理。

2.根据权利要求1所述的生物体传感器，其特征在于，

所述控制部在规定时间以上的时间内未检测到规定值以上的加速度的情况下判定为处于静息状态，在判定为处于静息状态的情况下，估计所述用户的测定姿势，从而判定所述主体部与所述用户的心脏的高度之差是否在规定范围内。

3.根据权利要求2所述的生物体传感器，其特征在于，

所述控制部判定所述生物体传感器是否被佩戴于手的手指或手腕，在判定为所述生物体传感器未被佩戴于手的手指或手腕的情况下，不进行关于是否处于睡眠中的判定、关于是否处于静息状态的判定以及所述用户的测定姿势的判定。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的生物体传感器，其特征在于，

所述控制部基于所述生物体传感器的中心轴相对于铅垂方向的倾斜度，来估计所述生物体传感器的高度与用户的心脏的高度之差。

5.根据权利要求4所述的生物体传感器，其特征在于，

所述控制部还考虑与所述生物体传感器的中心轴正交的轴相对于铅垂方向的倾斜度，来估计所述生物体传感器的高度与用户的心脏的高度之差。

6.根据权利要求1～5中的任一项所述的生物体传感器，其特征在于，

所述主体部形成为相对于包含中心轴的平面不对称或者相对于与中心轴正交的平面不对称。

7.根据权利要求1～6中的任一项所述的生物体传感器，其特征在于，

所述控制部获取预先存储的所述用户的身体信息，考虑该身体信息来估计所述用户的心脏的高度。

8.根据权利要求1～7中的任一项所述的生物体传感器，其特征在于，

所述生物体数据除了包括血压以外，还包括血糖值、脉搏、呼吸、脉搏波、氧饱和度、体表温度、活动量以及睡眠状态中的至少任一方。

9.根据权利要求1～8中的任一项所述的生物体传感器，其特征在于，

所述控制部基于所述用户的测定姿势的判定结果来运算所获取到的包括血压的生物体数据的可靠度。

10.根据权利要求1～9中的任一项所述的生物体传感器，其特征在于，

所述控制部基于所述用户的测定姿势的判定结果来对包括血压的生物体数据进行校正。

11.根据权利要求1～10中的任一项所述的生物体传感器，其特征在于，

在构成为能够与所述生物体传感器相互通信的便携式控制单元正在被进行操作时，所述控制部判定为所述用户没有处于睡眠中。

12.根据权利要求1～11中的任一项所述的生物体传感器，其特征在于，

所述控制部获取用于确定所述生物体传感器的佩戴部位的信息，考虑该佩戴部位来判定所述生物体传感器的高度与用户的心脏的高度之差。